வல்லரசு. இயற்கையின் ஒருங்கிணைந்த கோட்பாட்டைத் தேடுகிறது. அணுக்கருவின் அமைப்பு. துணை அணு துகள்கள். கூறுகள். ஐசோடோப்புகள் துணை அணு துகள்களின் உலகம்

ரஷ்ய வாழ்க்கையின் முரண்பாடுகள் ரஷ்யாவில் சட்டங்கள் மற்றும் தர்க்கம் வேலை செய்யாது, ஏனென்றால் நம் நாட்டில் உள்ள முக்கிய சட்டம் இதயம், அனைத்து எதிர்நிலைகளும் ஒன்றிணைக்கும் மையம். இதயம் உலகம், மக்கள் மற்றும் நிகழ்வுகளை உலகம் மற்றும் பொருட்களின் ஒற்றுமையின் அடிப்படையில் தீர்மானிக்கிறது, எனவே அதற்கான சட்டங்கள் எதுவும் இல்லை.

அத்தியாயம் 14 நம்மை எழுப்பும் கனவுகள் (அல்லது கனவுகள்-முரண்பாடுகள்) நாம் பெரும்பாலும் தீர்க்கதரிசன அல்லது முன்கணிப்பு கனவுகளை அவற்றின் பிரகாசமான வண்ணம் மற்றும் உணர்வுகளின் தீவிரத்தால் வேறுபடுத்துகிறோம். ஆனால் கதைக்களம் அல்லது படத்தின் முரண்பாட்டின் காரணமாக... நமது ஆலிஸுக்கு வருவோம்

அத்தியாயம் 3. நீண்ட ஆயுளின் முரண்பாடுகள் 2013 கோடையில், விஞ்ஞானிகள் ஒரு பரபரப்பான முன்னறிவிப்பைச் செய்தனர்: வெறும் 10 ஆண்டுகளில், சராசரி மனித ஆயுட்காலம் இரட்டிப்பாகும், மேலும் நீண்ட காலத்திற்கு, வயதானதை தோற்கடிக்க முடியும், பின்னர் மரணம் கீல்

அணுக்களை உருவாக்கும் துகள்களை வெவ்வேறு வழிகளில் சிந்திக்கலாம் - எடுத்துக்காட்டாக, தூசியின் சுற்று தானியங்கள். அவை மிகவும் சிறியவை, அத்தகைய ஒவ்வொரு தூசியையும் தனித்தனியாக பார்க்க முடியாது. சுற்றியுள்ள உலகில் உள்ள அனைத்து பொருட்களும் அத்தகைய துகள்களால் ஆனது. அணுக்களை உருவாக்கும் துகள்கள் யாவை?

வரையறை

ஒரு துணை அணு துகள் என்பது "செங்கற்களில்" ஒன்றாகும், அதில் இருந்து முழு சுற்றியுள்ள உலகமும் கட்டப்பட்டுள்ளது. இத்தகைய துகள்களில் அணுக்கருவின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் அடங்கும். இந்த வகை அணுக்களை சுற்றும் எலக்ட்ரான்களையும் உள்ளடக்கியது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இயற்பியலில் துணை அணு துகள்கள் புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள். மனிதர்களுக்கு நன்கு தெரிந்த உலகில், ஒரு விதியாக, வேறு வகையான துகள்கள் காணப்படவில்லை - அவை வழக்கத்திற்கு மாறாக குறுகியதாக வாழ்கின்றன. அவற்றின் வயது முடிந்ததும், அவை சாதாரண துகள்களாக சிதைகின்றன.

ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய காலம் வாழும் அந்த துணை அணு துகள்களின் எண்ணிக்கை இன்று நூற்றுக்கணக்கானவை. அவற்றின் எண்ணிக்கை மிகப் பெரியது, விஞ்ஞானிகள் இனி அவற்றைக் குறிக்க பொதுவான பெயர்களைப் பயன்படுத்துவதில்லை. நட்சத்திரங்களைப் போலவே, அவை பெரும்பாலும் எண் மற்றும் எழுத்து பெயர்களை ஒதுக்குகின்றன.

முக்கிய அம்சங்கள்

எந்தவொரு துணை அணுக் துகளின் மிக முக்கியமான பண்புகளில் சுழல், மின் கட்டணம் மற்றும் நிறை ஆகியவை அடங்கும். ஒரு துகள் எடை பெரும்பாலும் அதன் வெகுஜனத்துடன் தொடர்புடையது என்பதால், சில துகள்கள் பாரம்பரியமாக "கனமான" என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஐன்ஸ்டீன் பெறப்பட்ட சமன்பாடு (E = mc2) ஒரு துணை அணு துகளின் நிறை நேரடியாக அதன் ஆற்றல் மற்றும் வேகத்தைப் பொறுத்தது என்பதைக் குறிக்கிறது. மின் கட்டணத்தைப் பொறுத்தவரை, இது எப்போதும் அடிப்படை அலகின் பல மடங்கு ஆகும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு புரோட்டானின் மின்னேற்றம் +1 எனில், எலக்ட்ரானின் மின்னேற்றம் -1 ஆகும். இருப்பினும், ஃபோட்டான் அல்லது நியூட்ரினோ போன்ற சில துணை அணுக்களில் மின் கட்டணம் இல்லை.

மற்றொரு முக்கியமான பண்பு துகள் ஆயுட்காலம். மிக சமீபத்தில், எலக்ட்ரான்கள், ஃபோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் முற்றிலும் நிலையானவை என்றும், அவற்றின் வாழ்நாள் கிட்டத்தட்ட எல்லையற்றது என்றும் விஞ்ஞானிகள் நம்பிக்கை கொண்டிருந்தனர். இருப்பினும், இது முற்றிலும் உண்மை இல்லை. உதாரணமாக, ஒரு நியூட்ரான், அணுவின் கருவில் இருந்து "வெளியேறும்" வரை மட்டுமே நிலையாக இருக்கும். இதற்குப் பிறகு, அதன் ஆயுட்காலம் சராசரியாக 15 நிமிடங்கள் ஆகும். அனைத்து நிலையற்ற துகள்களும் குவாண்டம் சிதைவின் செயல்முறைக்கு உட்படுகின்றன, இது ஒருபோதும் முழுமையாக கணிக்க முடியாது.

துகள் ஆராய்ச்சி

அணு அதன் அமைப்பு கண்டுபிடிக்கப்படும் வரை பிரிக்க முடியாததாக கருதப்பட்டது. சுமார் ஒரு நூற்றாண்டுக்கு முன்பு, ரதர்ஃபோர்ட் தனது பிரபலமான சோதனைகளை மேற்கொண்டார், அதில் ஒரு மெல்லிய தாளில் குண்டுவீசுவதை உள்ளடக்கியது, பொருளின் அணுக்கள் நடைமுறையில் காலியாக இருந்தன. மேலும் அணுவின் மையத்தில் அணுவின் கரு என்று நாம் அழைக்கும் அனைத்தும் உள்ளது - இது அணுவை விட சுமார் ஆயிரம் மடங்கு சிறியது. அந்த நேரத்தில், விஞ்ஞானிகள் அணு இரண்டு வகையான துகள்களைக் கொண்டிருப்பதாக நம்பினர் - நியூக்ளியஸ் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்.

காலப்போக்கில், விஞ்ஞானிகள் ஆச்சரியப்படத் தொடங்கினர்: புரோட்டான், எலக்ட்ரான் மற்றும் பாசிட்ரான் ஏன் ஒன்றாக ஒட்டிக்கொள்கின்றன மற்றும் கூலம்ப் படைகளின் செல்வாக்கின் கீழ் வெவ்வேறு திசைகளில் விழவில்லை? அக்கால விஞ்ஞானிகளுக்கும் இது தெளிவாகத் தெரியவில்லை: இந்த துகள்கள் அடிப்படையாக இருந்தால், அவர்களுக்கு எதுவும் நடக்காது, அவை என்றென்றும் வாழ வேண்டும்.

குவாண்டம் இயற்பியலின் வளர்ச்சியுடன், நியூட்ரான் சிதைவுக்கு உட்பட்டது மற்றும் மிக விரைவாக அது சிதைவடைகிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். இது ஒரு புரோட்டானாகவும், எலக்ட்ரானாகவும் மற்றும் பிடிக்க முடியாத வேறு ஏதோவொன்றாகவும் சிதைகிறது. பிந்தையது ஆற்றல் பற்றாக்குறையால் கவனிக்கப்பட்டது. அந்த நேரத்தில், விஞ்ஞானிகள் அடிப்படைத் துகள்களின் பட்டியல் தீர்ந்துவிட்டதாகக் கருதினர், ஆனால் இப்போது இது வழக்கில் இருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது என்று அறியப்படுகிறது. நியூட்ரினோ என்ற புதிய துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இது மின் கட்டணம் ஏதும் இல்லை மற்றும் மிகக் குறைந்த நிறை கொண்டது.

நியூட்ரான்

நியூட்ரான் என்பது நடுநிலை மின்னூட்டம் கொண்ட ஒரு துணை அணு துகள் ஆகும். அதன் நிறை ஒரு எலக்ட்ரானின் வெகுஜனத்தை விட கிட்டத்தட்ட 2 ஆயிரம் மடங்கு அதிகம். நியூட்ரான்கள் நடுநிலை துகள்களின் வகுப்பைச் சேர்ந்தவை என்பதால், அவை அணுக்களின் கருக்களுடன் நேரடியாக தொடர்பு கொள்கின்றன, அவற்றின் எலக்ட்ரான் ஓடுகளுடன் அல்ல. நியூட்ரான்களுக்கு ஒரு காந்த தருணமும் உள்ளது, இது விஞ்ஞானிகளை பொருளின் நுண்ணிய காந்த அமைப்பை ஆய்வு செய்ய அனுமதிக்கிறது. நியூட்ரான் கதிர்வீச்சு உயிரியல் உயிரினங்களுக்கு கூட பாதிப்பில்லாதது.

துணை அணுத் துகள் - புரோட்டான்

இந்த "பொருளின் கட்டுமானத் தொகுதிகள்" மூன்று குவார்க்குகளைக் கொண்டிருப்பதாக விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்துள்ளனர். புரோட்டான் என்பது நேர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட துகள். ஒரு புரோட்டானின் நிறை எலக்ட்ரானின் நிறை 1836 மடங்கு அதிகமாகும். ஒரு புரோட்டானும் ஒரு எலக்ட்ரானும் இணைந்து எளிமையான வேதியியல் தனிமத்தை உருவாக்குகின்றன - ஹைட்ரஜன் அணு. சமீப காலம் வரை, புரோட்டான்களுக்கு மேலே எந்த எலக்ட்ரான்கள் சுற்றுகின்றன என்பதைப் பொறுத்து அவற்றின் ஆரத்தை மாற்ற முடியாது என்று நம்பப்பட்டது. புரோட்டான் என்பது மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள். எலக்ட்ரானுடன் இணைந்தால், அது நியூட்ரானாக மாறுகிறது.

எலக்ட்ரான்

எலக்ட்ரானை முதன்முதலில் ஆங்கில இயற்பியலாளர் ஜே. தாம்சன் 1897 இல் கண்டுபிடித்தார். இந்த துகள், விஞ்ஞானிகள் இப்போது நம்புவது போல, ஒரு அடிப்படை அல்லது புள்ளி பொருள். இது அதன் சொந்த அமைப்பைக் கொண்டிருக்காத ஒரு அணுவில் உள்ள துணை அணு துகளின் பெயர் - வேறு எந்த சிறிய கூறுகளையும் கொண்டிருக்கவில்லை. ஒரு புரோட்டான் மற்றும் ஒரு நியூட்ரான் இணைந்து, ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு அணுவை உருவாக்குகிறது. இந்த துகள் எதைக் கொண்டுள்ளது என்பதை இப்போது விஞ்ஞானிகள் இன்னும் கண்டுபிடிக்கவில்லை. எலக்ட்ரான் என்பது எண்ணற்ற மின்னூட்டம் கொண்ட ஒரு துகள். பண்டைய கிரேக்க மொழியிலிருந்து மொழிபெயர்க்கப்பட்ட "எலக்ட்ரான்" என்ற வார்த்தையின் பொருள் "ஆம்பர்" - எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஹெலெனிக் விஞ்ஞானிகள் மின்சாரத்தின் நிகழ்வுகளைப் படிக்க பயன்படுத்திய அம்பர். இந்த சொல் 1894 இல் பிரிட்டிஷ் இயற்பியலாளர் ஜே. ஸ்டோனியால் முன்மொழியப்பட்டது.

அடிப்படைத் துகள்களை ஏன் படிக்க வேண்டும்?

விஞ்ஞானிகளுக்கு துணை அணு துகள்கள் பற்றிய அறிவு ஏன் தேவை என்ற கேள்விக்கான எளிய பதில்: அணுவின் உள் அமைப்பு பற்றிய தகவல்களைப் பெறுவது. இருப்பினும், அத்தகைய அறிக்கையானது உண்மையின் ஒரு தானியத்தை மட்டுமே கொண்டுள்ளது. உண்மையில், விஞ்ஞானிகள் அணுவின் உள் கட்டமைப்பை மட்டும் படிப்பதில்லை - அவர்களின் ஆராய்ச்சியின் முக்கிய துறையானது பொருளின் மிகச்சிறிய துகள்களின் மோதல்கள் ஆகும். மகத்தான ஆற்றலைக் கொண்ட இந்தத் துகள்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று அதிவேகமாக மோதும்போது, ​​ஒரு புதிய உலகம் உண்மையில் பிறக்கிறது, மேலும் மோதல்களுக்குப் பிறகு மீதமுள்ள பொருட்களின் துண்டுகள் விஞ்ஞானிகளுக்கு எப்போதும் மர்மமாக இருக்கும் இயற்கையின் ரகசியங்களை வெளிப்படுத்த உதவுகின்றன.

துணை அணு இயற்பியல் மிகவும் பிரபலமானது. விஞ்ஞானிகள் பெரும்பாலும் இந்த பகுதியில் ஆராய்ச்சிக்காக நோபல் பரிசு பெறுகிறார்கள். நியூட்ரினோக்கள் மிகவும் பிரபலமானவை. இந்த துகளுக்கு நான்கு விருதுகள் வழங்கப்பட்டன. 1988 இல், மியூவான் நியூட்ரினோவின் கண்டுபிடிப்பு கொண்டாடப்பட்டது. 1995 ஆம் ஆண்டில், நியூட்ரினோவைக் கண்டறிந்ததற்காக ஃப்ரெட் ரெய்னர்ஸ் பரிசு பெற்றார். 2002 இல், ரே டேவிஸ் மற்றும் மசடோஷி கோஷிபா ஆகியோர் சூரியன் பூமிக்கு எத்தனை நியூட்ரினோக்களை அனுப்புகிறது என்பதை அளந்தனர். இந்த ஆண்டு, நியூட்ரினோக்கள் எப்படி ஒரு வடிவத்திலிருந்து மற்றொரு வடிவத்திற்கு மாறலாம் என்பதை நிரூபித்ததற்காக தகாகி கஜிதா மற்றும் ஆர்தர் மெக்டொனால்ட் ஆகியோர் பரிசைப் பகிர்ந்து கொண்டனர்.

நியூட்ரினோவைக் கணித்த Wolfgang Pauli நோபல் பரிசும் பெற்றார், ஆனால் துகள் இயற்பியலில் வித்தியாசமான கண்டுபிடிப்புக்காக. அவர் நியூட்ரினோக்களுக்காக இன்னொன்றைப் பெற்றிருக்கலாம், ஆனால் அவர் கலந்து கொள்ளாத இயற்பியல் மாநாட்டிற்கான கடிதத்தின் வடிவத்தில் தனது கண்டுபிடிப்பை வெளியிட்டார்.

இருப்பினும், மிகவும் பிரபலமான துணை அணு துகள் நுண்ணுலகின் ஆச்சரியம் மட்டுமல்ல. இன்னும் ஒரு டஜன் வெவ்வேறு கண்டுபிடிப்புகள் உள்ளன, அவை பிரமிக்க வைக்கின்றன.

10. துணை அணு துகள்களின் இருப்பு

19 ஆம் நூற்றாண்டு முழுவதும், ஆங்கிலப் பள்ளி ஆசிரியர் ஜான் டால்டன் குரல் கொடுத்த வேதியியலில் அணுக் கோட்பாட்டின் வெற்றிக்கு நன்றி, அணுக்களின் இருப்பு கேள்விக்குறியானது. அவருக்கு முன், அணுக்கள் என்பது பொருளின் இறுதித் தன்மை பற்றிய விவாதங்களில் பயன்படுத்தப்பட்ட ஒரு சுருக்கமான தத்துவக் கருத்தாகும், ஆனால் சோதனை ஆராய்ச்சிக்கு வெளியே கருதப்பட்டது. பல இயற்பியலாளர்கள், பொதுவாக, அணுக்களை ஒரு புனைகதையாகக் கருதுகின்றனர், சோதனைத் தரவை விளக்குவதற்கு வசதியானது, ஆனால் உண்மையற்றது.

தரவு திரட்டப்பட்டது, மேலும் அணுக்கள் இல்லை என்றால், அவற்றைப் போன்ற ஒருவித பிரிக்க முடியாத அமைப்பு இருக்க வேண்டும் என்பதை ஒப்புக்கொள்வது அவசியம். அணுக்களின் இருப்பை உறுதிப்படுத்தும் கல் மெண்டலீவின் கால அமைப்பில் உள்ள தனிமங்களின் பண்புகளை மீண்டும் மீண்டும் செய்வதாகும். 1897 ஆம் ஆண்டில், தாம்சன் முதல் அடிப்படைத் துகள் - எலக்ட்ரான் கண்டுபிடிப்பை அறிவித்தார், இது அணுக்களின் பிரிக்க முடியாத தன்மையை முற்றிலுமாக மறுத்தது.

9. அணுக்கரு

அணுக்கள் இருந்தன என்ற கருத்தை இயற்பியலாளர்கள் ஏற்றுக்கொள்வதற்கு முன், அவை தனித்தனி பாகங்களால் ஆனது என்ற உண்மையை ஏற்றுக்கொள்ளத் தொடங்க வேண்டும். எதிர்மறை எலக்ட்ரான்கள் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கொழுக்கட்டையில் செர்ரிகளைப் போல மிதக்கின்றன என்று தாம்சன் கருதினார். ஆனால் எர்னஸ்ட் ரதர்ஃபோர்ட் மற்றும் அவரது உதவியாளர்கள் ஆல்பா துகள்களை ஒரு மெல்லிய தங்கத் தாளில் சுட முடிந்ததும், சில "காட்ரிட்ஜ்கள்" மீண்டும் குதித்தன. இது ரதர்ஃபோர்டுக்கு ஆச்சரியத்தை அளித்தது, இது டிஸ்யூ பேப்பரில் சுடுவதுடன், பீரங்கி குண்டுகள் திரும்பிப் பறக்கும். அணுவிற்குள் ஒரு சிறிய பந்து இருப்பதாக விஞ்ஞானி பரிந்துரைத்தார், இன்று நாம் அவற்றை கருக்கள் என்று அழைக்கிறோம்.

8. நியூட்ரான்கள்

1930 வாக்கில், இயற்பியலாளர்கள் இரண்டு துணை அணுத் துகள்கள் இருப்பதைப் பற்றி அறிந்திருந்தனர்: புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரான், ஒன்றைத் தவிர எல்லாவற்றையும் விளக்குவது போல் தோன்றியது, ஏன் நேர்மறை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட புரோட்டான்கள் தனியாக பறக்கவில்லை. 1920 ஆம் ஆண்டில், ரூதர்ஃபோர்ட் அவை கருவில் உள்ள மற்றொரு துகள் - நியூட்ரான் மூலம் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளதாக பரிந்துரைத்தார். 1932 இல், ஜேம்ஸ் சாட்விக் ஒரு நடுநிலை துகளைக் கண்டுபிடித்தார். அடிப்படைத் துகள்களின் எண்ணிக்கை தொடர்ந்து வளர்ந்து வந்தது.

நியூட்ரானின் கண்டுபிடிப்பு இயற்பியலாளர்களுக்கு பெரும் ஆச்சரியத்தை ஏற்படுத்தியது. நியூட்ரான் இருப்பதைப் பற்றிய கருத்தை ரதர்ஃபோர்ட் முன்வைத்தபோது, ​​​​சிலரே அவரை நம்பினர், ஒருவேளை சாட்விக் மட்டுமே.

7. துணை அணுத் துகள்கள் உண்மையில் அலைகள்

இந்த ஆச்சரியம் ஒரு நகைச்சுவையான கதையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. 1906 ஆம் ஆண்டில், தாம்சன் ஒரு துணை அணு துகள் - எலக்ட்ரான் இருப்பதை சோதனை ரீதியாக நிரூபித்ததற்காக நோபல் பரிசு பெற்றார். 1973 ஆம் ஆண்டில், அவரது மகன் ஜார்ஜும் இந்த விருதைப் பெற்றார், ஏனென்றால் எலக்ட்ரான் ஒரு அலை என்பதை அவர் நிரூபிக்க முடிந்தது, சில சமயங்களில். இந்த அலை-துகள் இரட்டைத்தன்மை குவாண்டம் இயற்பியலின் மையத்தில் உள்ளது.

6. நியூட்ரினோ கண்டறிதல்

1934 ஆம் ஆண்டில், பெத்தே மற்றும் ருடால்ப் பீயர்ல்ஸ் நியூட்ரினோக்கள் பொருளுடன் பலவீனமாக தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதை நிரூபித்தார்கள், மேலும் ஒன்றைக் கூட கண்டறிய முயற்சிப்பது முட்டாள்தனமானது. 1000 ஒளி ஆண்டுகள் விட்டம் கொண்ட திடப்பொருளின் நீர்த்தேக்கம் உங்களுக்குத் தேவைப்படும். ஆனால் பின்னர் அணு சிதைவு கண்டுபிடிக்கப்பட்டது மற்றும் அணு உலைகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. நியூட்ரினோக்களின் வளமான மூலத்தை இயற்பியலாளர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர்.

5. அடிப்படைத் துகள்கள் அவ்வளவு அடிப்படையானவை அல்ல

1950 வாக்கில், பல துணை அணு துகள்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன, பிரிக்க முடியாத அணு வகுபடக்கூடியதாக மாறியது மட்டுமல்லாமல், அதன் துகள்களின் எண்ணிக்கை ஐம்பதைத் தாண்டியது. நோபல் பரிசு பெற்றவர்களில் ஒருவரான லியோன் லேடர்மேன், அனைத்து துணை அணு துகள்களின் பெயர்களையும் கற்றுக் கொள்ள வேண்டும் என்றால், அவர் ஒரு தாவரவியலாளர் ஆகிவிடுவார் என்று கூட நகைச்சுவையாக கூறினார். அடிப்படைத் துகள்களுக்கு அவற்றின் சொந்த விவரங்கள் இருப்பதாக இயற்பியலாளர்கள் சந்தேகிக்கத் தொடங்கினர்.

4. குவார்க்ஸ்

1950 ஆம் ஆண்டில், இயற்பியலாளர்கள் அணுக்களின் பகுதியாக இல்லாத துணை அணு துகள்களைப் பற்றி அறிந்து கொண்டனர். 1960 ஆம் ஆண்டில், அடிப்படைத் துகள்கள் ஒரு பகுதியளவு மின்னோட்டத்தைக் கொண்ட சிறிய செங்கற்களைக் கொண்டிருக்கின்றன என்ற கருத்து தோன்றியது. முர்ரே கெல்-மேன் இந்த துகள்களை குவார்க்குகள் என்று அழைத்தார், இது ஒரு புதுமையான யோசனையாகும், ஏனெனில் பின்னமான கட்டணங்கள் முட்டாள்தனமானவை என்று முன்பு நம்பப்பட்டது. சில ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பரிசோதனையாளர்களிடமிருந்து மற்றொரு ஆச்சரியம் - அவர்கள் குவார்க்குகள் இருப்பதை உறுதிப்படுத்த முடிந்தது.

3. சமச்சீர் முறிவு

துணை அணு துகள் கண்டுபிடிப்புகள் வெடிப்பதற்கு நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே, மதிப்பிற்குரிய கணிதவியலாளர் ஹெர்மன் வெய்ல், இயற்கைக்கு சமத்துவம் எதுவும் தெரியாது என்று குறிப்பிட்டார். இயற்கையின் அனைத்து விதிகளும் வலது மற்றும் இடது வரிசைமாற்றத்தைப் பொறுத்து மாறாதவை என்பதில் எந்த சந்தேகமும் இல்லை. ஆனால் 1956 ஆம் ஆண்டில், சென் நிங் யாங் மற்றும் சுங்-டாவ் லி ஆகியோர் சில சமயங்களில் இடது-வலது சமச்சீர் விதியானது துணை அணுத் துகள்களுக்கு வரும்போது வேலை செய்யாது என்ற கருத்தை முன்வைத்தனர். இது ஒரு பரபரப்பாக இருந்தது, குறிப்பாக பரிசோதனையாளர்களிடமிருந்து உறுதிப்படுத்தல் தோன்றியபோது.

2. புரோட்டான் நிலைத்தன்மை

அணுக்கருவுக்கு வெளியே, நியூட்ரான்கள் மிகவும் நிலையற்றவை மற்றும் சில நிமிடங்களில் புரோட்டான், எலக்ட்ரான் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோவாக சிதைந்துவிடும். ஆனால் புரோட்டான் வழக்கத்திற்கு மாறாக நிலையானது மற்றும் எப்போதும் பிரிக்க முடியாததாக இருக்கும். 1970 களில் கோட்பாட்டாளர்கள் புரோட்டான்கள் குறைந்தது டிரில்லியன் கணக்கான டிரில்லியன் ஆண்டுகளில் சிதைந்துவிடும் என்று நம்பத் தொடங்கினாலும், அத்தகைய நிகழ்வைக் கண்டறிய அனைத்து முயற்சிகளும் இருந்தபோதிலும், விஞ்ஞானிகளால் அதைக் கண்டறிய முடியவில்லை. இது பெரும் ஆச்சரியத்தை ஏற்படுத்தியது. எல்லாம் சிதைகிறது, ஆனால் புரோட்டான்கள் இல்லை.

1. எதிர்ப்பொருள்

1932 இல், நியூட்ரான் மட்டுமல்ல, பாசிட்ரானும் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இது கார்ல் ஆண்டர்சன் என்பவரால் மேக அறையில் உள்ள காஸ்மிக் கதிர்களின் தடயங்களை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் கணக்கிடப்பட்டது. அச்சிட்டுகளில், இயற்பியலாளர் எலக்ட்ரானைப் போன்ற ஒன்றைக் கண்டுபிடித்தார், ஆனால் தவறான திசையில் வளைந்திருந்தார். இது ஒரு பாசிட்ரானாக மாறியது, ஆண்டர்சன் அதை நேர்மறை எலக்ட்ரான் என்று அழைத்தார். ஆன்டிமேட்டர் துகள்களின் கண்டுபிடிப்பு ஒரு பெரிய ஆச்சரியமாக இருந்தது, ஆனால் அது பால் டிராக்கின் தத்துவார்த்த கணக்கீடுகளுடன் முழுமையாக ஒத்துப்போகிறது. சமன்பாடுகளுடன் விளையாடுவதன் மூலம் இவ்வளவு விசித்திரமான ஒன்று இருப்பதை யாரோ ஒருவர் தீர்மானிக்க முடியும் என்பது ஆச்சரியமாக இருக்கிறது.

…கடவுள் முதலில் பொருளுக்கு திடமான, பாரிய வடிவத்தைக் கொடுத்தார்.

ஊடுருவ முடியாத, அத்தகைய அளவுகள் மற்றும் வடிவங்களின் மொபைல் துகள்கள்

மற்றும் தொடர்புடைய பண்புகள் மற்றும் விகிதாச்சாரத்துடன்

நோக்கத்திற்காக மிகவும் பொருத்தமான இடம்

எதற்காக அவர்களை உருவாக்கினார்.

ஐ. நியூட்டன்

தத்துவம் மற்றும் அறிவியலின் வரலாற்றில், நுண்ணிய அளவில் இயற்கையின் கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வதற்கான 3 அணுகுமுறைகளை ஒருவர் தோராயமாக வேறுபடுத்தி அறியலாம்:

பிரிக்க முடியாத அணுக்கள் அல்லது அணுக்கள் உள்ளன, உலகம் அடிப்படை "செங்கற்கள்" (Democritus, Newton) ஆக குறைக்கப்படுகிறது;

பொருள் தொடர்ந்து மற்றும் முடிவில்லாமல் சிறிய மற்றும் சிறிய துண்டுகளாக நசுக்கப்படுகிறது, ஒருபோதும் பிரிக்க முடியாத அணுவை அடையாது (அரிஸ்டாட்டில்);

இருபதாம் நூற்றாண்டில் எல்லாவற்றிற்கும் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டதன் அடிப்படையில் உலகை விளக்கும் ஒரு கருத்து எழுந்தது: ஒரு துகள் என்பது பொருளின் "செங்கல்" அல்ல, ஆனால் முழு பிரபஞ்சத்திலும் ஒரு செயல்முறை, இணைப்பு அல்லது முறை (W. Heisenberg, J. Chu, F. காப்ரா).

முதல் "தொடக்க" துகள் 1897 இல் ஜே.ஜே. தாம்சன், கேத்தோடு கதிர்களைப் படிக்கும் போது, ​​அவர் இருப்பதை நிரூபித்தார் எலக்ட்ரான்கள் . பொருட்களுக்கு வெளிப்படும் போது, ​​எதிர்மறை மின்சாரம் எளிதில் வெளியிடப்படுகிறது, இது திரையில் ஒளியின் ஃப்ளாஷ்களாக பதிவு செய்யப்படுகிறது. எதிர்மறை மின்சாரத்தின் துகள்கள் எலக்ட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்பட்டன. அரிதான வாயுவில் மின் வெளியேற்றத்தின் போது ஒரு எலக்ட்ரானின் மின்னூட்டத்திற்கு சமமான குறைந்தபட்ச மின்சாரம் காணப்பட்டது. 70கள் வரை. XX நூற்றாண்டு எலக்ட்ரானின் உள் கட்டமைப்பின் சிக்கல் தீர்க்கப்படவில்லை, அதன் உள் கட்டமைப்பின் குறிப்பு இன்னும் இல்லை (ஆண்டர்சன் 1968; வெய்ஸ்கோப் 1977).

ஒரு வருடத்திற்கு முன்பு, A. Becquerel யுரேனியம் உப்பின் கதிரியக்கச் சிதைவைக் கண்டுபிடித்தார் - ஆல்பா துகள்களின் உமிழ்வு (He nuclei), இந்தத் துகள்களை ரதர்ஃபோர்ட் பயன்படுத்தினார், அவர் அணுக்கரு இருப்பதை சோதனை முறையில் நிரூபித்தார். 1919 இல், E. ரதர்ஃபோர்ட் முதல் செயற்கை அணுக்கரு எதிர்வினையை மேற்கொண்டார்: ஆல்பா துகள்களுடன் N ஐ கதிர்வீச்சு செய்வதன் மூலம், அவர் O ஐசோடோப்பைப் பெற்றார், மேலும் அணுவின் கருவில் N உள்ளது என்பதை நிரூபித்தார். புரோட்டான் 27 (வரையறுக்கும் துகள் என்று கருதப்படுகிறது).

1932 ஆம் ஆண்டில், ஜே. சாட்விக் மற்றொரு அணுக்கரு துகளைக் கண்டுபிடித்தார் - ஒரு சார்ஜ் செய்யப்படாதது நியூட்ரான் 28. நியூட்ரானின் கண்டுபிடிப்பு, புதிய அறிவியலுக்கு அடித்தளம் அமைத்தது - நியூட்ரான் இயற்பியல் , நியூட்ரானின் அடிப்படை பண்புகள், நியூட்ரான்களின் பயன்பாடு ஆகியவை புத்தகத்தில் எஸ்.எஃப். ஷெபாலினா நியூட்ரான்கள் . நியூட்ரான்களின் தடயங்கள் மேக அறையில் காணப்பட்டன. ஒரு புரோட்டானின் நிறை ஒரு எலக்ட்ரானின் 1836.1 வெகுஜனங்களுக்குச் சமம், நியூட்ரானின் நிறை 1838.6. வி. ஹைசன்பெர்க், மற்றும் அவரிடமிருந்து சுயாதீனமாக டி.டி. இவானென்கோ, ஐ.ஈ. டாம், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களிலிருந்து அணுக்கருவின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய ஒரு கருதுகோளை வெளிப்படுத்துங்கள்: நியூக்ளியஸ் சி, எடுத்துக்காட்டாக, 6 புரோட்டான்கள் மற்றும் 6 நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. தொடக்கத்தில் 30கள் நம்பப்படுகிறது: விஷயம் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அணுக்கள் 3 "அடிப்படை" துகள்கள், "கட்டிடங்கள்": புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் (ஷெபாலின் 1969; ஃபோல்டா, நோவி 1987; கப்ரா 1994: 66-67).

அதே ஆண்டில், E.O. கலிபோர்னியாவில் லாரன்ஸ் முதல் சைக்ளோட்ரானை (துகள் முடுக்கி) உருவாக்கினார். துகள் முடுக்கிகள் உயர் ஆற்றல் துகள்களுடன் மோதும் வசதிகள். அதிவேகத்தில் நகரும் துணை அணுத் துகள்கள் மோதும்போது, ​​ஒரு உயர்நிலை ஆற்றல் அடையப்படுகிறது மற்றும் தொடர்புகள், புலங்கள் மற்றும் துகள்களின் உலகம் பிறக்கிறது, ஏனெனில் அடிப்படை நிலை ஆற்றல் அளவைப் பொறுத்தது. நீங்கள் ஒரு நாணயத்தை அத்தகைய வேகத்திற்கு முடுக்கிவிட்டால், அதன் ஆற்றல் ஆயிரம் மில்லியன் டாலர் மதிப்புள்ள ஆற்றல் உற்பத்திக்கு சமமாக இருக்கும். 27 கிமீ வரை சுரங்கப்பாதை சுற்றளவு கொண்ட ஒரு வளைய முடுக்கி ஜெனிவாவிற்கு அருகில் கட்டப்பட்டது. இன்று, சில கோட்பாடுகளை சோதிக்க, எடுத்துக்காட்டாக, அனைத்து துகள்களையும் ஒருங்கிணைக்கும் கோட்பாடு, சூரிய குடும்பத்தின் அளவு முடுக்கி தேவைப்படுகிறது (Folta, Novy 1987: 270-271; Davis 1989: 90-91).

இயற்கை முடுக்கிகளிலும் துகள்கள் கண்டுபிடிக்கப்படுகின்றன, காஸ்மிக் கதிர்கள் ஒரு சோதனை சாதனத்தின் அணுக்களுடன் மோதுகின்றன, மேலும் தாக்கத்தின் முடிவுகள் ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன (இப்படித்தான் கணிக்கப்பட்ட பாசிட்ரான், மியூவான் மற்றும் மீசான் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது). முடுக்கிகள் மற்றும் காஸ்மிக் கதிர்வீச்சு ஆராய்ச்சியின் உதவியுடன், துணை அணுத் துகள்களின் பெரிய மற்றும் மாறுபட்ட உலகம் வெளிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. 1932 ஆம் ஆண்டில், 3 துகள்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன, 1947 - 14 இல், 1955 - 30, 1969 இல் - 200 க்கும் மேற்பட்டவை. சோதனைகளுடன் ஒரே நேரத்தில், கோட்பாட்டு ஆராய்ச்சியும் மேற்கொள்ளப்பட்டது. துகள்கள் பெரும்பாலும் ஒளியின் வேகத்தில் நகரும்.  , சார்பியல் கோட்பாட்டை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது அவசியம். துகள்களின் பொதுவான கோட்பாட்டின் உருவாக்கம் இயற்பியலில் தீர்க்கப்படாத பிரச்சனையாகவே உள்ளது (காப்ரா 1994: 67).

1967 இல், இருப்பு பற்றி ஒரு கருதுகோள் தோன்றியது tachyons - ஒளியின் வேகத்தை விட இயக்கத்தின் வேகம் அதிகமாக இருக்கும் துகள்கள். பொருளின் புதிய "கட்டுமான தொகுதிகள்" கண்டுபிடிக்கப்பட்டன, பல நிலையற்ற, குறுகிய கால ("அதிர்வுகள்" 10-27 வினாடிகள் வாழ்கின்றன.) துகள்கள் சாதாரண துகள்களாக சிதைகின்றன. புதிய துகள்கள் என்பது பின்னர் தெளிவாகியது: அதிர்வுகள் மற்றும் ஹைபரான்கள், மீசோன்கள் மற்ற துகள்களின் உற்சாகமான நிலைகள்: புரோட்டான் மற்றும் லெப்டான்கள். 3 நிறமாலைக் கோடுகளாகத் தோன்றும் பல்வேறு நிலைகளில் உள்ள ஒரு உற்சாகமான H அணுவைப் போலவே, மற்றொரு அணுவும் இல்லை (பிறப்பு 1967: 127-129).

துகள்கள் சிதைவதில்லை, ஆனால் அவை ஒன்றோடொன்று அல்லது புல குவாண்டாவின் ஆற்றலாக மாறுகின்றன, "அவற்றின் மற்றவை" ஆக மாறுகின்றன, எந்த துகளும் மற்றவற்றின் ஒரு அங்கமாக இருக்கலாம். துகள்கள் கதிர்வீச்சில் "மறைந்து" அலை பண்புகளை வெளிப்படுத்தும். முதல் செயற்கை மாற்றத்திற்குப் பிறகு, லி கருக்கள் He அணுக்களாக மாற்றப்பட்டபோது, ​​a அணு, அணு இயற்பியல் (பிறப்பு 1967; வெய்ஸ்கோப் 1977: 50).

1963 இல், M. Gell-Mann மற்றும் J. Zweig ஒரு கருதுகோளை முன்வைத்தனர் குவார்க்குகள் . அனைத்து ஹாட்ரான்கள் சிறிய துகள்கள் - 3 வகையான குவார்க்குகள் மற்றும் அவற்றின் பழங்காலத் துகள்களிலிருந்து கட்டமைக்கப்படுகின்றன. ஒரு புரோட்டானும் நியூட்ரானும் 3 குவார்க்குகளால் ஆனது (அவை என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன பேரியன்கள் - கனமான அல்லது நியூக்ளியோன்கள் - அணு துகள்கள்). புரோட்டான் நிலையானது, நேர்மறை சார்ஜ் கொண்டது, நியூட்ரான் நிலையற்றது, புரோட்டானாக மாறுகிறது. குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடிகள் (ஒவ்வொரு துகளிலும் ஒரு எதிர் துகள் உள்ளது) மீசான்களை உருவாக்குகிறது (எலக்ட்ரான் மற்றும் புரோட்டானுக்கு இடையில் உள்ள வெகுஜனத்தில் இடைநிலை). ஹாட்ரானிக் வடிவங்களின் பன்முகத்தன்மையை விளக்குவதற்கு, இயற்பியலாளர்கள் கூடுதல் குவார்க்குகள் இருப்பதை முன்வைக்க வேண்டியிருந்தது. இப்போது 12 குவார்க்குகள் உள்ளன: 4 வகைகள் அல்லது சுவைகள் (மேல், கீழ்நோக்கி, விசித்திரமான மற்றும் வசீகரமானவை), அவை ஒவ்வொன்றும் 3 வண்ணங்களில் இருக்கலாம். பெரும்பாலான இயற்பியலாளர்கள் குவார்க்குகள் கட்டமைப்பு இல்லாமல் உண்மையான அடிப்படையானவை என்று கருதுகின்றனர். அனைத்து ஹாட்ரான்களும் குவார்க் சமச்சீர்மைகளால் வகைப்படுத்தப்பட்டாலும், ஹாட்ரான்கள் பெரும்பாலும் புள்ளி கூறுகளால் ஆனது போல் செயல்படுகின்றன, ஆனால் குவார்க்குகளின் மர்மம் இன்னும் உள்ளது (டேவிஸ் 1989: 100; ஹாக்கிங் 1990: 69; காப்ரா 1994: 228, 229).

ஏற்ப பூட்ஸ்ட்ராப் கருதுகோள் இயற்கையை குவார்க்குகள் போன்ற பொருளின் "கட்டுமான தொகுதிகளாக" குறைக்க முடியாது, ஆனால் இணைப்பின் அடிப்படையில் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். குவார்க் மாதிரியை நம்பாத ஹைசன்பெர்க், ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட நிகழ்வுகளின் வலையமைப்பில் மாறும் வடிவங்களாக துகள்களின் பூட்ஸ்ட்ராப் படத்தை ஒப்புக்கொண்டார் (காப்ரா 1996: 43-49).

பிரபஞ்சத்தின் அனைத்து அறியப்பட்ட துகள்களையும் இரண்டு குழுக்களாகப் பிரிக்கலாம்: "திட" பொருளின் துகள்கள் மற்றும் மெய்நிகர் துகள்கள், தொடர்புகளின் கேரியர்கள் , "ஓய்வு" நிறை இல்லாதது. பொருளின் துகள்களும் இரண்டு குழுக்களாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளன: ஹாட்ரான்கள் 29 , நியூக்ளியோன்கள் 30 , பேரியன்கள் அல்லது கனமான துகள்கள் மற்றும் லெப்டான்கள் 31 .

லெப்டான்களில் எலக்ட்ரான் அடங்கும், மியூன் , டவ் லெப்டன் மற்றும் 3 வகைகள் நியூட்ரினோ . இன்று எலக்ட்ரானை ஒரு அடிப்படை, புள்ளி போன்ற பொருளாகக் கருதுவது வழக்கம். எலக்ட்ரான் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது, புரோட்டானை விட 1836 மடங்கு இலகுவானது (Weiskopf 1997: 79; Davis 1989: 93-102; Hawking 1990: 63; Feynman, Weinberg 2000).

1931 இல், டபிள்யூ. பாலி ஒரு நடுநிலை துகள் இருப்பதைக் கணித்தார் நியூட்ரினோ , 1955 இல், ஒரு அணு உலையில், ஒரு நியூட்ரினோ ஒரு புரோட்டானிலிருந்து எலக்ட்ரானையும் நியூட்ரானையும் உருவாக்கியது.

இது மிகவும் ஆச்சரியமான துகள்: BV உடன், நியூட்ரினோ கிட்டத்தட்ட பொருளுடன் தொடர்பு கொள்ளாது, லெப்டான்களில் மிகவும் இலகுவானது. அதன் நிறை ஒரு எலக்ட்ரானின் வெகுஜனத்தின் பத்தாயிரத்தில் ஒரு பங்கிற்கும் குறைவாக உள்ளது, ஆனால் இது ஒருவேளை பிரபஞ்சத்தில் மிக அதிகமான துகள் மற்றும் அதன் சரிவை ஏற்படுத்தலாம். நியூட்ரினோக்கள் பொருளுடன் தொடர்புகொள்வதில்லை, அது இல்லாதது போல் அதன் வழியாக ஊடுருவிச் செல்கின்றன (ஒரு பரிமாணமற்ற வடிவங்கள் இருப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டு). ஒரு காமா குவாண்டம் ஈயத்தில் 3 மீ பயணிக்கிறது மற்றும் ஒரு ஈய அணுவின் கருவுடன் தொடர்பு கொள்கிறது, மேலும் ஒரு நியூட்ரினோ தொடர்பு கொள்ள 4·10 13 கிமீ பயணிக்க வேண்டும். நியூட்ரினோக்கள் பலவீனமான தொடர்புகளில் மட்டுமே பங்கேற்கின்றன. நியூட்ரினோக்களுக்கு உண்மையில் "ஓய்வு" நிறை இருக்கிறதா என்பது இன்னும் துல்லியமாக நிறுவப்படவில்லை. 3 வகையான நியூட்ரினோக்கள் உள்ளன: எலக்ட்ரான், மியூன் மற்றும் டௌ.

1936 ஆம் ஆண்டில், காஸ்மிக் கதிர்களின் தொடர்பு தயாரிப்புகளில் அவர்கள் கண்டுபிடித்தனர் மியூன் , ஒரு நிலையற்ற துகள் ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றும் 2 நியூட்ரினோக்களாக சிதைகிறது. 70 களின் பிற்பகுதியில், லெப்டான் என்ற கனமான துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. டவ் லெப்டன் (டேவிஸ் 1989: 93-95).

1928 ஆம் ஆண்டில், பி.டிராக் கணித்து, 1932 இல், நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரானைக் கண்டுபிடித்தார் ( பாசிட்ரான் - எலக்ட்ரானின் எதிர் துகள்.): ஒரு γ-குவாண்டத்திலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றும் ஒரு பாசிட்ரான் - நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரான் - பிறக்கின்றன. ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு பாசிட்ரானுடன் மோதும்போது, ​​பூஜ்ஜியத்தை பராமரிக்க இரண்டு காமா கதிர்கள் உருவாகின்றன. அழித்தல் 32 வெவ்வேறு திசைகளில் சிதறும் இரண்டு ஃபோட்டான்கள் தேவை.

பின்னர் அது மாறியது: அனைத்து துகள்களும் உள்ளன எதிர் துகள்கள் , ஊடாடுதல், துகள்கள் மற்றும் எதிர் துகள்கள் ஆற்றல் குவாண்டாவின் உருவாக்கத்துடன் அழிக்கப்படுகின்றன. பொருளின் ஒவ்வொரு துகளுக்கும் ஒரு எதிர் துகள் உண்டு. ஒரு துகள் மற்றும் எதிர் துகள் மோதும்போது, ​​அவை அழிக்கப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது மற்றும் பிற துகள்கள் பிறக்கின்றன. ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தில் எதிர் துகள்களை விட அதிகமான துகள்கள் இருந்தன, இல்லையெனில் அழிவு பிரபஞ்சத்தை கதிர்வீச்சால் நிரப்பியிருக்கும், மேலும் எந்த விஷயமும் இருந்திருக்காது (சில்க் 1982: 123-125; ஹாக்கிங் 1990: 64, 71-72).

ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் நிலை எண்களின் வரிசையைப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்கப்படுகிறது குவாண்டம் எண்கள் , சுற்றுப்பாதைகளின் இருப்பிடம் மற்றும் வடிவத்தைக் குறிக்கவும்:

எண் (n) - இது சுற்றுப்பாதை எண், இது ஒரு எலக்ட்ரான் சுற்றுப்பாதையில் இருக்க வேண்டிய ஆற்றலின் அளவை தீர்மானிக்கிறது, ஆரம்;

எண் (ℓ) சுற்றுப்பாதையில் எலக்ட்ரான் அலையின் சரியான வடிவத்தை தீர்மானிக்கிறது;

எண் (மீ) காந்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் எலக்ட்ரானைச் சுற்றியுள்ள புலத்தின் கட்டணத்தை தீர்மானிக்கிறது;

எண்(கள்) , என்று அழைக்கப்படும் சுழல் (சுழற்சி) எலக்ட்ரானின் சுழற்சியின் வேகம் மற்றும் திசையை தீர்மானிக்கிறது, இது சுற்றுப்பாதையில் சில புள்ளிகளில் இருக்கும் துகள்களின் நிகழ்தகவின் அடிப்படையில் எலக்ட்ரான் அலையின் வடிவத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

இந்த பண்புகள் முழு எண்களில் வெளிப்படுத்தப்படுவதால், எலக்ட்ரானின் சுழற்சியின் அளவு படிப்படியாக அதிகரிக்காது, ஆனால் திடீரென்று - ஒரு நிலையான மதிப்பிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு. துகள்கள் நிறை, மின் கட்டணம், சுழல் (சுழற்சி பண்பு, பொருளின் துகள்கள் சுழல் +1/2, –1/2, 0, 1 மற்றும் 2 இடைவினைகளைக் கொண்ட துகள்கள்) மற்றும் ஆயுள் காலம் (Erdei-) ஆகியவற்றின் இருப்பு அல்லது இல்லாமையால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. க்ரூஸ் 1976; டேவிஸ் 1989: 38-41, 92; ஹாக்கிங் 1990: 62-63;

1925 ஆம் ஆண்டில், டபிள்யூ. பாலி ஒரு கேள்வியைக் கேட்டார்: ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஏன் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட நிலையை ஆக்கிரமிக்கின்றன (முதல் சுற்றுப்பாதையில் 2, இரண்டாவது 8, நான்காவது இடத்தில் 32)? ஸ்பெக்ட்ராவை பகுப்பாய்வு செய்து, அவர் ஒரு எளிய கொள்கையை வெளிப்படுத்தினார்: இரண்டு ஒத்த துகள்கள் ஒரே நிலையில் இருக்க முடியாது , அதாவது அவை ஒரே மாதிரியான ஆயங்கள், வேகங்கள், குவாண்டம் எண்களைக் கொண்டிருக்க முடியாது. பொருளின் அனைத்து துகள்களும் கீழ்ப்படிகின்றன W. பாலியின் விலக்கு கொள்கை .

இந்த கொள்கை கட்டமைப்புகளின் தெளிவான அமைப்பை வலியுறுத்துகிறது, அதன் வெளியே துகள்கள் ஒரே மாதிரியான மற்றும் அடர்த்தியான ஜெல்லியாக மாறும். வெளியேற்றக் கொள்கையானது வெளிப்புற நிரப்பப்படாத ஓடுகளின் எலக்ட்ரான்களால் நிர்ணயிக்கப்பட்ட தனிமங்களின் வேதியியல் பண்புகளை விளக்கியது, இது தனிமங்களின் கால அட்டவணைக்கு அடிப்படையாக இருந்தது. பாலி கொள்கை புதிய கண்டுபிடிப்புகள் மற்றும் உலோகங்கள் மற்றும் குறைக்கடத்திகளின் வெப்ப மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் பற்றிய புரிதலுக்கு வழிவகுத்தது. விலக்கு கொள்கையைப் பயன்படுத்தி, அணுக்களின் மின்னணு ஓடுகள் கட்டப்பட்டன, மேலும் மெண்டலீவின் தனிமங்களின் அமைப்பு தெளிவாகியது (டப்னிஷ்சேவா 1997: 450-452).

ஆனால் டபிள்யூ. பாலியின் விலக்கு கொள்கைக்கு கீழ்படியாத துகள்கள் உள்ளன (பரிமாற்றப்பட்ட துகள்களின் எண்ணிக்கையில் வரம்பு இல்லை, தொடர்பு சக்தி ஏதேனும் இருக்கலாம்), கேரியர் துகள்கள் அல்லது மெய்நிகர் துகள்கள் "ஓய்வு" நிறை இல்லாத மற்றும் சக்திகளை உருவாக்குகின்றன. பொருளின் துகள்களுக்கு இடையே (ஹாக்கிங் 1990: 64 -65).